(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-11-02
(54)【発明の名称】高流量真空チャック
(51)【国際特許分類】
H01L 21/683 20060101AFI20231026BHJP
【ＦＩ】
H01L21/68 P
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023518410
(86)(22)【出願日】2021-10-11
(85)【翻訳文提出日】2023-03-22
(86)【国際出願番号】 US2021054332
(87)【国際公開番号】W WO2022086738
(87)【国際公開日】2022-04-28
(31)【優先権主張番号】63/104,527
(32)【優先日】2020-10-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/171,457
(32)【優先日】2021-02-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】500049141
【氏名又は名称】ケーエルエー コーポレイション
(74)【代理人】
【識別番号】110001210
【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ヴェルストレケン ポール
(72)【発明者】
【氏名】ライ セ レオン
【テーマコード（参考）】
5F131
【Ｆターム（参考）】
5F131BA01
5F131BA17
5F131BA21
5F131BA23
5F131BA33
5F131CA07
5F131CA08
5F131CA32
5F131DA33
5F131DA42
5F131EB01
5F131EB02
5F131EB04
5F131FA14
5F131FA32
(57)【要約】
本発明の真空チャックは、真空源と流体連通する真空バッファであって、真空バッファが真空チャック内の密閉空間である真空バッファと、第1の側面に表面特徴を画定する上部プレートと、貫通孔を介して第1の側面に開口した分配チャネルの内部ネットワークと、分配チャネルのネットワークと真空バッファとの間の流体連通を制御するように構成されたフローバルブを備える。フローバルブを開くことにより、真空バッファの貫通孔を通して上部プレートの第1の側面に配置された基板間に負圧が加えられ、上部プレートの第1の側面の少なくとも一部に対して基板を平坦化できる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
真空チャックであって、真空源と流体連通する真空バッファであって、真空チャック内の密閉空間である真空バッファと、
第１の側面上に表面特徴を画定する上部プレートと、
貫通孔を介して前記第１の側面に開口する分配チャネルの内部ネットワークと、
前記分配チャネルの内部ネットワークと前記真空バッファとの間の流体連通を制御するように構成されるフローバルブと、
を備える真空チャック。
【請求項2】
前記真空バッファは、前記上部プレートの第２の側面と一体化されることを特徴とする請求項１に記載の真空チャック。
【請求項3】
前記表面特徴は円形パターンを有することを特徴とする請求項１に記載の真空チャック。
【請求項4】
前記表面特徴は矩形パターンを有することを特徴とする請求項１に記載の真空チャック。
【請求項5】
前記表面特徴は、中心クロスパターンを有することを特徴とする請求項１に記載の真空チャック。
【請求項6】
前記真空バッファは、前記上部プレートの第２の側に配置されたベース部材と一体化されることを特徴とする請求項１に記載の真空チャック。
【請求項7】
前記ベース部材に取り付けられ、前記上部プレートの第１の側面を通って突出するリフトピンをさらに備える、請求項６に記載の真空チャック。
【請求項8】
平準化デバイスは、前記ベース部材に取り付けられ、前記上部プレートの第２の側面に対して配置される平準化デバイスをさらに備える、請求項６に記載の真空チャック。
【請求項9】
前記ベース部材は、半径方向に圧縮されたシール部材によって前記上部プレートの第２の側面にシールされることを特徴とする請求項６に記載の真空チャック。
【請求項10】
前記上部プレートの周囲に配置され、前記上部プレートの第１の側面に配置された基板の縁部を保持するように構成される複数のクランプをさらに備える、請求項１に記載の真空チャック。
【請求項11】
前記上部プレートの第１の側面のポート内に配置され、二次真空源と流体連通する複数の吸引カップをさらに備える、請求項１に記載の真空チャック。
【請求項12】
前記表面特徴は、第１のゾーンと、前記第１のゾーンから半径方向外側に位置する第２のゾーンとを含み、前記第１のゾーンおよび前記第２のゾーンは、互いに独立していることを特徴とする請求項１に記載の真空チャック。
【請求項13】
前記分配チャネルの内部ネットワークは、前記第１のゾーンに位置する貫通孔を介して前記上部プレートの第１の側面に開口する第１の分配チャネルと、前記第２のゾーンに位置する貫通孔を介して前記上部プレートの第１の側面に開口する第２の分配チャネルとを備えることを特徴とする請求項１２に記載の真空チャック。
【請求項14】
前記フローバルブは、前記第１の分配チャネルと前記真空バッファとの間の流体連通を制御する第１のバルブと、
前記第２の分配チャネルと前記真空バッファとの間の流体連通を制御する第２のバルブと、
を備えることを特徴とする請求項１３に記載の真空チャック。
【請求項15】
前記真空バッファと前記真空源との間に配置され、前記真空バッファ内の空気圧を調整する真空調整器をさらに含む請求項１に記載の真空チャック。
【請求項16】
前記真空バッファは、－０．０５ｂａｒ～－１ｂａｒの圧力であることを特徴とする請求項１に記載の真空チャック。
【請求項17】
前記真空バッファの容積は、１Ｌ～１０Ｌであることを特徴とする請求項１に記載の真空チャック。
【請求項18】
前記真空バッファを前記真空源に接続する真空チューブをさらに備える、請求項１に記載の真空チャック。
【請求項19】
基板を平坦化する方法であって、真空チャックを提供するステップであって、前記真空チャックは、
真空源と流体連通する真空バッファであって、真空チャック内の密閉空間である真空バッファと、
第１の側面上に表面特徴を画定する上部プレートと、貫通孔を介して第１の側面に開口する分配チャネルの内部ネットワークと、
前記分配チャネルの内部ネットワークと前記真空バッファとの間の流体連通を制御するように構成されたフローバルブとを備え
前記基板を前記上部プレートの第１の側面に配置するステップと、
前記フローバルブを開いて、前記基板と前記上部プレートの第１の側面との間から前記貫通孔を通って前記真空バッファ内に負圧を印加し、前記上部プレートの第１の側面の少なくとも一部に対して前記基板を平坦化するステップと、
を備える方法。
【請求項20】
前記上部プレートの第１の側面に配置された前記基板は、５ｍｍまでの撓みがあるように反っており、前記基板を前記上部プレートの第１の側面の少なくとも一部に対して平坦化することによって、前記撓みは実質的に０ｍｍに低減されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、基板を平坦化する方法に関し、より詳細には、基板を平坦化するために真空チャックを使用することに関する。
【背景技術】
【0002】
関連出願の参照
本出願は、２０２０年９月２３日に出願され譲渡された米国仮特許出願６３／１０４５２７号に対する優先権を主張し、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２０年９月２３日に出願され譲渡された米国仮特許出願６３／１０４５２７号に対する優先権を主張し、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。
【0003】
半導体製造産業の進化は、歩留まり管理、特に計測および検査システムに対してより大きな要求を課している。臨界寸法は縮小し続けるが、産業界は、高収率、高価値生産を達成するための時間を短縮する必要がある。歩留まり問題を検出してからそれを固定するまでの総時間を最小限に抑えることは、半導体製造業者に対する投資を決定する。
【0004】
論理デバイスおよびメモリデバイスなどの半導体デバイスを製造することは、典型的には、半導体デバイスの様々な特徴および複数のレベルを形成するために、多数の製造プロセスを使用して半導体ウェハを処理することを含む。例えば、リソグラフィは、レチクルから半導体ウェハ上に配置されたフォトレジストにパターンを転写することを含む半導体製造プロセスである。半導体製造プロセスのさらなる例は、化学機械研磨（ＣＭＰ）、エッチング、堆積、およびイオン注入を含むが、これらに限定されない。単一の半導体ウェハ上に製造された複数の半導体デバイスの配列は、個々の半導体デバイスに分離され得る。
【0005】
製造プロセス中、さらなるプロセスが基板上で実行され得る前に平坦化が必要とされ得る。焦点は、基板が反っている場合、広範囲の値にわたって絶えず調整される必要があり、これは、基板の効果的な検査または計測を妨げるか、またはさらには妨げる可能性がある。チャックに保持された基板を平坦にするために典型的に使用される様々な方法がある。第１に、高真空流を基板に適用して、基板をチャックに対して平坦化することができる。しかしながら、これは、大きな真空ラインおよび強力な真空ポンプを必要とし、これらは、空間制約のため統合することが困難であり、製造プロセスに悪影響を及ぼす振動を伝達する。第２に、基板に吸引カップを適用して、反りのある基板の形状を適合させることができる。しかしながら、吸引カップによって加えられる下向きの力は、吸引カップの表面に限定され、これは、平坦化サイクルの開始時に不均一な重量分布を引き起こす場合があり、大きく反った基板を完全に平坦化することができない場合がある。第３に、クランピング装置は、基板を押し下げることができる。しかしながら、これは、基板の活性領域を損傷する危険性を伴い、様々な基板厚さにあまり適合しておらず、不均一な力分布のために基板を完全に平坦化しないことがある。これらの方法の各々は、チャックの複雑さ及び製造プロセスの維持要求を増加させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】米国特許第１０７５４２６２号
【特許文献2】米国特許第６５９７４３２号
【特許文献3】米国特許出願公開第２０１７／００１１９５１号
【特許文献4】米国特許第１０６６３４３４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
したがって、反りの大きい基板を平坦化することができ、製造が容易なチャックが求められている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示の実施形態は、真空チャックを提供し得る。真空源と流体連通する真空バッファであって、真空チャック内の密閉空間である真空バッファと、第１の側面上に表面特徴を画定する上部プレートと、貫通孔を介して第１の側面に開口する分配チャネルの内部ネットワークと、分配チャネルのネットワークと真空バッファとの間の流体連通を制御するように構成されたフローバルブを備える。
【0009】
真空バッファは、上部プレートの第２の側面と統合されてもよい。真空バッファは、上部プレートの第２の側面に配置されたベース部材と一体化することができる。ベース部材は、半径方向に圧縮されるシーリング部材によって上部プレートの第２の側面に封止され得る。
【0010】
真空チャックは、ベース部材に取り付けられたリフトピンをさらに備えることができ、リフトピンは、上部プレートの第１の側面を通って突出する。
【0011】
真空チャックは、上部プレートの第２の側面に対して配置されたベース部材に取り付けられた平準化デバイスをさらに備えることができる。
【0012】
真空チャックは、さらに、上部プレートの第１の側面に配置された基板の縁部を保持するように構成された、上部プレートの周囲に配置された複数のクランプを備えてもよい。
【0013】
真空チャックは、上部プレートの第１の側面のポートに配置され、二次真空源と流体連通する複数の吸引カップをさらに備えてもよい。
【0014】
表面特徴は、円形パターン、矩形パターン、又は中心横断パターンを有し得る。表面特徴は、第１のゾーンと、第１のゾーンから半径方向外向きに位置する第２のゾーンとを備えてもよい。第１のゾーン及び第２のゾーンは、互いに独立していてもよい。分配チャネルの内部ネットワークは、第１のゾーンに位置する貫通孔を介して上部プレートの第１の側面に開口する第１の分配チャネルと、第２のゾーンに位置する貫通孔を介して上部プレートの第１の側面に開口する第２の分配チャネルとを備えてもよい。フローバルブは、第１の分配チャネルと真空バッファとの間の流体連通を制御する第１のバルブと、第２の分配チャネルと真空バッファとの間の流体連通を制御する第２のバルブを備えることができる。
【0015】
真空チャックは、真空バッファと真空源との間に位置し、真空バッファ内の圧力を調整する真空調整器をさらに備えてもよい。真空バッファは、－０．０５ｂａｒ～－１ｂａｒの圧力であり得る。真空バッファは、１Ｌ～１０Ｌの体積を有し得る。
【0016】
真空チャックは、真空バッファを真空源に接続する真空チューブをさらに備えることができる。
【0017】
本開示の実施形態は、基板を平坦化する方法を提供し得る。真空チャックを提供するステップであって、真空チャックは、真空源と流体連通する真空バッファであって、真空チャック内の密閉空間である真空バッファと、第１の側面上に表面特徴を画定する上部プレートと、貫通孔を介して第１の側面に開口する分配チャネルの内部ネットワークと、分配チャネルのネットワークと真空バッファとの間の流体連通を制御するように構成されたフローバルブを備え、基板を上部プレートの第１の側面に配置するステップと、フローバルブを開いて、基板と第１の上部プレートの側面との間から表面特徴を通して真空バッファ内に負圧を印加し、それによって、上部プレートの第１の側面の少なくとも一部に対して基板を平坦化するステップを備える。上部プレートの第１の側面に配置される基板は、５ｍｍまでの撓みがあるように反ることができ、上部プレートの第１の側面の少なくとも一部に対して基板を平坦化することによって、撓みを実質的に０ｍｍに低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
本開示の性質および目的をより完全に理解するために、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照されたい：
【図1】本開示の一実施形態による真空チャックの側断面図である。
【図2A】本開示の一実施形態による真空チャックの上面図である。
【図2B】本開示の別の実施形態による真空チャックの上面図である。
【図2C】本開示の別の実施形態による真空チャックの上面図である。
【図3】本開示の別の実施形態による真空チャックの断面側面図である。
【図4】本開示の別の実施形態による真空チャックの断面側面図である。
【図5】本開示の別の実施形態による真空チャックの断面側面図である。
【図6】本開示の別の実施形態による真空チャックの断面側面図である。
【図7】本開示の一実施形態による基板を平坦化する方法のフローチャートである。
【図8】本開示の別の実施形態による基板を平坦化する方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0019】
特許請求される主題は、ある実施形態に関して説明されるが、本明細書に記載される利益および特徴の全てを提供しない実施形態を含む、他の実施形態もまた、本開示の範囲内である。様々な構造的、論理的、プロセスステップ、および電子的変更が、本開示の範囲から逸脱することなく行われ得る。したがって、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照することによってのみ定義される。
【0020】
図１に示すように、本開示の実施形態は、真空チャック１００を提供することができる。真空チャックは、真空バッファ１０を備えることができる。真空バッファ１０は、真空源１２と流体連通することができる。真空源１２は、６０Ｌ／分～１２０Ｌ／分の電力を有する真空ポンプであってもよい。例えば、薄いウェハを平坦化するためには、真空ポンプ出力は６０Ｌ／分～９０Ｌ／分であり得、より厚いパネルを平坦化するためには、真空ポンプ出力は９０Ｌ／分～１２０Ｌ／分であり得る。当然のことながら、従来の真空チャックは、はるかに大きな真空ポンプ出力、例えば１５００Ｌ／分～３０００Ｌ／分を必要とする場合がある。
【0021】
真空バッファ１０は、真空チューブ１４を介して真空源１２に接続されてもよい。真空チューブ１４は、４ｍｍ～８ｍｍの内径を有することができる。例えば、内径５ｍｍの真空チューブ１４を用いて、厚さ３．１ｍｍ、反り４～５ｍｍの５１０ｍｍ×５１５ｍｍの複層ガラスパネルを平坦化してもよい。従来の真空チャックは、はるかに大きい内径、例えば、３８ｍｍ～５０ｍｍの内径を有する真空管を必要とし得ることが理解され得る。
【0022】
真空バッファ１０は、真空チャック１００内の密閉空間であってもよい。例えば、真空バッファ１０は、真空チューブ１４からの入力および真空チャック１００の分配点への出力を除いて、真空チャック１００内に完全に封入されてもよい。真空バッファ１０の容積は、真空チューブ１４の容積よりも大きくてもよい。例えば、真空バッファ１０は、１Ｌ～１０Ｌの容積を有し得る。一実施形態では、真空バッファ１０は、９．５Ｌの容積を有することができる。真空バッファ１０の囲まれた容積は、異なる形状であってもよい。例えば、囲まれた容積部は、単一の実質的に矩形の角柱（プリズム）であってもよい。あるいは、囲まれた容積は、各々が実質的に矩形のプリズムである複数の相互接続されたセルであってもよい。
【0023】
真空チャック１００は、真空調整バルブ１６をさらに備えることができる。真空調整バルブ１６は、真空バッファ１０と真空源１２との間に配置されてもよい。例えば、真空調整バルブ１６は、真空バッファ１０を真空源１２に接続する真空チューブ１４と直列に接続されてもよい。真空調整バルブ１６は、真空バッファ１０内の圧力を調整する。例えば、真空バッファ１０内の圧力は、－０．０５ｂａｒ～－１ｂａｒであってもよい。
【0024】
真空チャック１００は、上部プレート２０をさらに備えてもよい。上部プレート２０の形状は様々であってよい。例えば、上部プレート２０は、円形、長方形、または任意の他の多角形の形状であり得る。一般に、真空チャック１００の剛性は、上部プレート２０の厚さに依存する。例えば、上部プレート２０は、１５ｍｍ～３５ｍｍの厚さを有するほとんどの半導体用途に適した剛性を有することができる。上部プレート２０の長さ及び幅は、平坦化される基板のサイズに応じて変わり得る。例えば、５１０ｍｍ×５１５ｍｍのパネルを平坦化するために、上部プレート２０の長さおよび幅はまた、５１０ｍｍ×５１５ｍｍであってもよい。より小さいウェハを平坦化するために、より小さい上部プレート２０を使用することができる。構成を容易にするために、真空バッファ１０の長さおよび幅は、上部プレート２０の長さおよび幅以下であってもよく、真空バッファ１０は、真空バッファ１０内に容積を作り出すようにｚ方向に延在する厚さを有してもよい。例えば、真空バッファ１０の長さおよび幅は、平坦化されたパネルまたはウェハの長さおよび幅以下であってもよい。空間制約が真空バッファ１０の厚さを制限する場合、真空バッファ１０の長さおよび幅は、真空バッファ１０内に容積を作り出すために、上部プレート２０の長さおよび幅よりも大きくてもよい。
【0025】
上部プレート２０は、第１の側面２０ａと、第１の側面２０ａの反対側の第２の側面２０ｂとを有することができる。上部プレート２０の第１側面２０ａには平坦化しようとする基板２１が配置される。基板２１は、凸状、凹状、またはサドルもしくはポテトチップのような他の複雑な形状に反ることができ、その一例を図１に示す。
【0026】
表面特徴２２は、上部プレート２０の第１の側面２０ａ上に画定されてもよい。表面特徴２２は、上部プレート２０の第１の側面２０ａの窪みであってもよく、又は上部プレートの最も細かい側面２０ａの突起であってもよい。例えば、表面特徴２２は、上部プレート２０の第１の側面２０ａ上に画定される溝のネットワーク、上部プレート２０の第１の側面２０ａ上に画定される多孔質構造、または上部プレート２０の第１の側面２０ａ上に画定されるピン構造であり得る。
【0027】
図１～６に示される実施形態では、表面特徴２２は、溝のネットワークとして画定される。溝２２のネットワークのサイズおよび形状は、上部プレート上に配置された基板のサイズおよび形状に対応し得る。例えば、各溝２２は、幅及び深さが０．５ｍｍ～５ｍｍであってもよい。幅が２ｍｍで深さが１．５ｍｍの溝２２は、小さなウェハを平坦化するのに適しているが、幅が４．５ｍｍで深さが２ｍｍの溝２２は、大きなパネルを平坦化するのに適している。表面特徴２２のパターンは、上部プレート上に配置される基板２１のサイズに対応し得る。例えば、表面特徴２２は、円形パターン（図２Ａに示される）、長方形パターン（図２Ｂに示される）、中心横断パターン（図２Ｃに示される）、それらの任意の組み合わせ、または他の設計を有してもよい。
【0028】
上部プレート２０は、分配チャネル２４の内部ネットワークを有し得る。分配チャネル２４の内部ネットワークは、貫通孔２３を介して上部プレート２０の第１の側面２０ａに開口していてもよい。例えば、表面特徴２２が溝のネットワークである場合、溝２２のネットワークは、貫通孔２３を介して分配チャネル２４の内部ネットワークに接続されてもよい。分配チャネル２４の内部ネットワークは、中央分配ハブ２５から半径方向外向きに延在してもよい。中央分配ハブ２５は、上部プレート２０の中央に配置されてもよい。あるいは、中央分配ハブ２５は、上部プレート２０の中心からずれていてもよい。
【0029】
真空チャック１００は、複数の位置決めピン２８をさらに備えることができる。複数の位置決めピン２８は、上部プレート２０の第１の側面２０ａに取り付けられ、そこから突出し得る。基板２１を手作業で真空チャック１００に装填するとき、複数の位置決めピン２８は、基板２１の縁部に当接して、上部プレート２０の第１の側面２０ａ上での基板２１の適切な位置決めを確実にすることができる。
【0030】
真空チャック１００は、フローバルブ３０をさらに備えることができる。フローバルブ３０は、可動プラグによって分配チャネル２４のネットワークと真空バッファ１０との間の流体連通を制御するように構成することができる。例えば、フットフローバルブ３０は、可動プラグが中央分配ハブ２５の底面の着座部に選択的に押し付けられるように、中央分配ハブ２５に隣接して配置されてもよい。フローバルブ３０が開位置にあるとき、分配チャネル２４のネットワークと真空バッファ１０との間の流体連通は、中央分配ハブ２５を介して確立され得る。フローバルブ３０が閉位置にあるとき、分配チャネル２４のネットワークと真空バッファ１０との間の流体連通は、中央分配ハブ２５において遮断され得る。フローバルブ３０は、可動プラグの上部の継ぎ溝内に配置されたｏリングを含むことができる。ｏリングは、フローバルブ３０が閉位置にあるときに中央分配ハブ２５の座部を押圧することによって、真空バッファ１０を中央分配ハブ２５から封止することができる。
【0031】
フローバルブ３０は、アクチュエータ３２によって開位置と閉位置との間で移動され得る。アクチュエータ３２は、空気圧シリンダであってもよい。アクチュエータ３２は、コントローラ３４によって制御されてもよい。アクチュエータ３２は、配線３６によってコントローラ３４に接続され得る。代替として、アクチュエータ３２は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ、または任意の他の無線通信プロトコルを介して、コントローラ３４に無線で接続されてもよい。
【0032】
様々なパラメータが、真空バッファ１０のサイズおよび真空チャック１００の平坦化能力に影響を及ぼし得る。以下のパラメータまたは追加のパラメータのうちの１つまたは複数を使用して、特定の基板２１を平坦化するために必要とされる真空バッファ１０の体積を決定することができる。第１に、反りのある基板２１の下の空気体積は、反りの形状および程度によって定義される。第２に、上部プレート２０の第１の側面２０ａにおける表面特徴２２間の空気体積は、表面特徴２２の深さ及び幅によって画定される。第３に、分配チャネルの内部ネットワーク２４および中央分配ハブ２５の内側の空気体積である。第４に、平坦化処理時に基板２１の側面や上部プレート２０の貫通孔から漏れる空気の量は、基板２１の反り、剛性、質量によって決まる。第５に、平坦化後に基板２１を上部プレート２０上に固定した状態に保つために必要な最小圧力は、基板２１の剛性と、表面特徴によって真空に曝される基板２１の底部の面積とによって定義される。
【0033】
実施例において、真空チャック１００の試作品を試験して、厚さ３．１ｍｍで４ｍｍまで反った５１０ｍｍ×５１５ｍｍの複層ガラスパネルを平坦化した。試験設定において、真空バッファの体積は９．５Ｌであり、排気された全空気体積（基板の下の体積＋表面特徴間の体積＋分配チャネルおよび中央分配ハブの内部ネットワーク内の体積）は１Ｌであり、基板面積の４５％は上部プレートの第１の側面と接触し、真空源は１２０Ｌ／分の容量を有し、内径５ｍｍの真空チューブによって真空チャックに接続された。真空バッファ中の開始圧力は－０．７ｂａｒであり、平坦化後の真空バッファ中の終了圧力は－０．６ｂａｒであった。平坦化処理の時間は０．１秒であった。真空圧を－０．６ｂａｒに維持することによって、パネルは、上部プレートの第１の側面に対して平坦なままであった。基板の底部の面積の９５％が真空に曝されるように表面特徴を修正し、基板を平坦化するために使用される真空圧力は、－０．２４ｂａｒに低減されてもよく、真空バッファの体積は、試験された大型パネルに対して３Ｌに低減されてもよい。より小さいウェハの場合、真空バッファの体積をさらに１．２Ｌに減少させることができた。
【0034】
本開示の実施形態によると、図３に示されるように、表面特徴２２は、第１のゾーン２２ａと、第１のゾーン２２ａから半径方向外向きに位置する第２のゾーン２２ｂとを備えてもよい。例えば、表面特徴２２が円形パターンを有する場合、第１のゾーン２２ａは円形領域であってもよく、第２のゾーン２２ｂは第１のゾーン２２ａを取り囲む環状領域であってもよい。第１のゾーン２２ａ及び第２のゾーン２２ｂは、互いに独立していてもよい。
【0035】
分配チャネル２４の内部ネットワークは、第１のゾーン２２ａに位置する貫通孔２３ａを介して第１の側面２０ａに開口する第１のチャネル２４ａと、第２のゾーン２２ｂに位置する貫通孔２３ｂを介して第１の側面２０ａに開口する第２のチャネル２４ｂとを備えてもよい。中央分配ハブ２５は、そこから第１のチャネル２４ａが半径方向外向きに延在する第１のハブ２５ａと、そこから第２のチャネル２４ｂが半径方向外向きに延在する第２のハブ２５ｂとを備えてもよい。
【0036】
フローバルブ３０は、第１のチャネル２４ａと真空バッファ１０との間の流体連通を制御し得る第１のバルブ３０ａと、第２のチャネル２４ｂと真空バッファ１０との間の流体連通を制御し得る第２のバルブ３０ｂとを備え得る。例えば、第１バルブ３０ａは第１ハブ２５ａに隣接して配置され、第２バルブ３０ｂは第２ハブ２５ｂに隣接して配置されてもよい。一対のアクチュエータ３２ａ～ｂは、第１および第２のバルブ３０ａ～ｂをそれぞれ制御するために使用され得る。あるいは、単一のデュアルアクションアクチュエータを使用して、第１および第２のバルブ３０ａ～ｂを制御することができる。例えば、第１および第２のバルブ３０ａ～ｂは同心であり、単一の同心アクチュエータによって制御されてもよい。このように、真空チャック１００は、平坦化される基板２１のサイズに適合するように、表面特徴２２の第１のゾーン２２ａおよび／または第２のゾーン２２ｂを使用して動作させられ得る。例えば、第１のゾーン２２ａは、直径２００ｍｍまでの基材２１に好適であり得、第２のゾーン２２ｂは、直径３００ｍｍまでの基材２１に好適であり得る。
【0037】
表面特徴２２は、上部プレート２０の第１の側面２０ａの異なる部分に位置する追加のゾーンを備えてもよい。例えば、ゾーンは、上部プレート２０の異なる半分、第３の半分、又は象限に対応してもよく、及び／又は追加のゾーンはそれぞれ、互いから半径方向外向きに配置されてもよい。各構成では、各ゾーンは互いに独立しており、各ゾーンと真空バッファとの間の流体連通を制御するために、対応する分配チャネルおよびバルブが使用される。ゾーンは、平坦化される基板２１のサイズおよび形状に基づいて選択的に活性化されてもよい。
【0038】
本開示の実施形態によれば、図１に示すように、真空バッファ１０は、上部プレート２０の第２の側面２０ｂと一体化されてもよい。例えば、真空バッファ１０は、上部プレート２０内の密閉空間であってもよい。このようにして、真空チャック１００は、製造プロセスのサイズ制約を満たすためにコンパクトなサイズを有することができる。この構成では、アクチュエータ３２は、真空バッファ１０の外側に位置してもよい。例えば、アクチュエータ３２は、上部プレート２０の第２の側面２０ｂに配置されてもよい。
【0039】
本開示の実施形態によれば、図４に示すように、真空バッファ１０は、上部プレート２０の第２の側面２０ｂに配置されたベース部材４０と一体化することができる。ベース部材４０は、様々なサイズ及び幾何学的形状を有する上部プレート２０に適合する真空チャックのユニバーサルコンポーネントとすることができる。この構成では、アクチュエータ３２は、真空バッファ１０の内部に位置してもよい。例えば、真空バッファ１０は、ベース部材４０の内側でアクチュエータ３２を取り囲んでもよい。
【0040】
ベース部材４０は、フローバルブ３０に隣接する環状突起４２を備えることができる。環状突起４２は、上部プレート２０内の対応する空洞によって受け入れられ得る。例えば、環状突起４２は、上部プレート２０の中央分配ハブ２５によって受け入れられ得る。このようにして、ベース部材４０が上部プレート２０の第２の側面２０ｂに配置されると、真空バッファ１０と中央分配ハブ２５との間の流体連通が確立され、フローバルブ３０によって制御される。
【0041】
ベース部材４０は、封止部材４４をさらに備えることができる。シール部材４４は、ｏリング、クワッドリング、または任意の適切なガスケットであってもよい。シール部材４４は、環状突起４２が中央分配ハブ２５によって受け入れられるときに半径方向に圧縮され得る。このように、ベース部材４０は、封止部材４４によって上部プレート２０の第２の側面２０ｂに封止され得る。
【0042】
真空チャック１００は、リフトピン５０をさらに備えることができる。リフトピン５０は、ベース部材４０に取り付けられてもよい。例えば、リフトピンは、基板のサイズに応じて、ベース部材の内側または外側に取り付けることができる。図５に示す実施形態では、リフトピン５０は、ベース部材４０の内側に取り付けられている。例えば、リフトピン５０は、ベース部材４０の上面の切欠きに取り付けられ、真空バッファ１０から分離されてもよい。このようにして、リフトピン５０は、上部プレート２０が取り外されたときに保守のためにベース部材４０の上側でアクセス可能であり得る。リフトピン５０は、上部プレート２０の第１側面２０ａから突出している。したがって、リフトピン５０は、上部プレート２０の第１の側面２０ａから基板２１を持ち上げるように構成され得る。リフトピン５０は、コントローラ３４によって制御されてもよい。リフトピン５０は、配線５２によってコントローラ３４に接続され得る。代替として、リフトピン５０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ、または任意の他の無線通信プロトコルを介して、無線でコントローラ３４に接続されてもよい。アクチュエータ（図示せず）を使用して、リフトピン５０を上部プレート２０の内外に移動させることができる。例えば、アクチュエータは、ばねおよび吸引の組み合わせを使用することができ、またはリフトピン５０を移動させるために他の技法を使用することができる。
【0043】
真空チャック１００は、平準化デバイス６０をさらに備えることができる。平準化デバイス６０は、ベース部材４０に取り付けられてもよい。図５に示す実施形態では、平準化デバイス６０は、ベース部材４０の外側に取り付けられている。平準化デバイス６０は、上部プレート２０の第２の側面２０ｂに対して配置されてもよい。したがって、平準化デバイス６０は、ベース部材４０に対する上部プレート２０の高さを調整するように構成することができる。平準化デバイス６０は、受動的機械デバイスまたは能動的に制御されるデバイスであってもよい。例えば、平準化デバイス６０は、コントローラ３４によって制御されて、上部プレート２０を水平に保つか、又は上部プレート２０に傾斜を加えてもよい。上部プレート２０のためのいくつかの光学検査プロセスは、いくつかの検査特徴を強化するために、水平であるか、または小さい傾斜を有することが望ましい場合があることを理解されたい。平準化デバイス６０は、配線６２によってコントローラ３４に接続されてもよい。あるいは、平準化デバイス６０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ、または任意の他の無線通信プロトコルを介してコントローラ３４に無線で接続されてもよい。
【0044】
図６に示すように、真空チャック１００は、複数のクランプ７０をさらに備えてもよい。複数のクランプ７０は、上部プレート２０の周囲に配置され得る。複数のクランプ７０は、上部プレート２０の第１の側面２０ａに配置された基板２１の縁部を保持するように構成され得る。複数のクランプ７０は、上部プレート２０に取り付けられ得る。あるいは、複数のクランプ７０は、ベース部材４０に取り付けられてもよい。複数のクランプ７０は、基板２１を能動的に平坦化するために使用されなくてもよい。代わりに、複数のクランプ７０を使用して、平坦化前および平坦化中に基板２１を真空チャック１００に保持することができ、その大部分は、上部プレート２０の第１の側面２０ａの貫通孔２３からの吸引によって行われる。複数のクランプ７０は、上部プレート２０および基板２１のサイズおよび幾何学形状に基づいて、任意の数のクランプを備えてもよい。例えば、上部プレート２０が長方形である場合、それぞれが上部プレート２０の４つの縁部の各々に配置される４つのクランプが存在し得る。複数のクランプ７０は、コントローラ３４によって制御されてもよい。複数のクランプ７０は、配線７２によってコントローラ３４に接続され得る。代替として、複数のクランプ７０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ、または任意の他の無線通信プロトコルを介して、無線でコントローラ３４に接続されてもよい。
【0045】
真空チャックは、複数の吸引カップ８０をさらに備えることができる。複数の吸盤８０が配置されているポート８２の第１側面２０ａには、上部プレート２０に接続された別の真空回路例えば二次真空源８４であり、ポート８２に接続されている２次真空チューブ８６による。ポート８２と二次真空源８４との間に配置された二次真空調整バルブ８８を設けることができる。例えば、二次真空調整バルブ８８は、ポート８２を二次真空源８４に接続する二次真空管８６と直列に接続されてもよい。二次真空調整バルブ８８は、複数の吸引カップ８０の圧力を調整することができる。複数の吸着カップ８０は、基板２１を能動的に平坦化するために使用されなくてもよい。代わりに、複数の吸着カップ８０を使用して、平坦化前および平坦化中に基板２１を真空チャック１００に保持することができ、その大部分は、上部プレート２０の第１の側面２０ａの貫通孔２３からの吸引によって行われる。吸着カップ８０は、基板２１を真空チャック１００に近づけることができる。これにより、真空チャック１００は、基板２１をより良好に把持または平坦化することができる。例えば、基板２１が一箇所で大きく反っていてもよい。この反りにより、基板２１は真空チャック１００の表面から離れすぎて効果的に平坦化されない場合がある。吸着カップ８０は、真空チャック１００が基板２１を平坦化することができる程度に真空チャック１００の近くで基板２１を引っ張ることによって、この距離を補償することができる。
【0046】
本出願の真空チャック１００は、大きく反った基板を平坦化することができ、製造が簡単であり、これは、従来の方法に勝る以下の利点を提供する。第１に、真空チャック１００は、小さい真空ラインおよび低電力真空源を使用することができ、これは、製造プロセスの空間制約において統合することがより容易であり得、限られた振動を伝達する。第２に、真空チャック１００は、平坦化サイクル全体にわたって均一な重量分布をもたらすことができ、これにより、大きく歪んだ基板を完全に平坦化することができる。第３に、基板を押し下げるのに機械的クランプを必要としないので、基板の活性領域を損傷するリスクが少なくなり得、したがって、基板の厚さを変化させるのによく適合される。本開示の真空チャック１００を使用して平坦化された基板に対して画像処理を実施することは、例えば、平坦化された基板が反りのある基板と比較して焦点合わせが容易であり、真空チャック１００が伝達する振動が少ないため、あまり困難ではない場合がある。
【0047】
図７に示すように、本開示の実施形態は、基板を平坦化する方法２００を提供することができる。方法２００は、以下のステップを含むことができる。
【0048】
ステップ２１０において、真空チャックを設けることができる。真空チャックは、真空源と流体連通する真空バッファを備えることができる。真空チャックは、第１の側面に表面特徴を画定する上部プレートをさらに備えることができる。分配チャネルの内部ネットワークは、貫通孔を介して第１の側面に開いていてもよい。真空チャックは、分配チャネルのネットワークと真空バッファとの間の流体連通を制御するように構成されたフローバルブをさらに備えることができる。
【0049】
ステップ２２０において、基板は、上部プレートの第１の側面に配置され得る。基板は、上部プレートの第１の側面に手動で配置されてもよいし、適切な自動装填装置を用いて配置されてもよい。真空チャックは、上部プレートの第１の側面に取り付けられ、そこから突出し得る複数の位置決めピンを備え得る。複数の位置決めピンは、基板の適切な位置を保証することによって、基板を上部プレートの第１の側面に配置するのを助けることができる。
【0050】
真空チャックは、複数のクランプをさらに備えることができる。複数のクランプは、上部プレートの周囲に配置され得る。複数のクランプは、上部プレートの第１の側面に配置された基板の縁部を保持するように構成され得る。複数のクランプは、上部プレートに取り付けられ得る。あるいは、複数のクランプは、ベース部材に取り付けられてもよい。複数のクランプは、基板を能動的に平坦化するために使用されなくてもよい。代わりに、複数のクランプを使用して、平坦化前および平坦化中に基板を真空チャックに保持することができ、その大部分は、上部プレートの第１の側面の貫通孔からの吸引によって行われる。したがって、ステップ２２０は、基板が上部プレートの第１の側面に配置された後に、複数のクランプを基板の縁部に係合させることを含むことができる。
【0051】
真空チャックは、複数の吸引カップをさらに備えることができる。複数の吸引カップは、上部プレートの第１の側面のポートに配置され、別個の真空回路に接続され得る。代わりに、複数の吸引カップは、平坦化前および平坦化中に基板を真空チャックに保持するために使用されてもよく、その大部分は、上部プレートの第１の側面の貫通孔からの吸引によって行われる。したがって、ステップ２２０は、基板が上部プレートの第１の側面に配置された後に、複数の吸引カップを基板に適用することを含んでもよい。
【0052】
ステップ２３０において、フローバルブを開いて、基板と第１の上部プレート側面との間から表面特徴を通して真空バッファ内に負圧を印加することができる。フローバルブは、アクチュエータによって開放されてもよい。これにより、上部プレートの第１の側面の少なくとも一部に対して基板を平坦化することができる。
【0053】
表面特徴は、第１のゾーンと、第１のゾーンから半径方向外側に位置する第２のゾーンを含んで構成される。例えば、表面特徴が円形パターンを有する場合、第１のゾーンは円形領域であってもよく、第２のゾーンは第１のゾーンを取り囲む環状領域であってもよい。第１のゾーン及び第２のゾーンは、互いに独立していてもよい。分配チャネルの内部ネットワークは、第１のゾーンに位置する貫通孔を介して第１の側面に開口する第１のチャネルと、第２のゾーンに位置する貫通孔を介して第１の側面に開口する第２のチャネルとを備えてもよい。フローバルブは、第１の分配チャネルと真空バッファとの間の流体連通を制御し得る第１のバルブと、第２の分配チャネルと真空バッファとの間の流体連通を制御し得る第２のバルブとを含むことができる。したがって、ステップ２３０は、第１のフローバルブおよび／または第２のフローバルブを開いて、基板と上部プレートの第１の側面との間から第１のゾーンおよび／または第２のゾーンを通って真空バッファ内に負圧を印加することを含むことができる。
【0054】
上部プレートの第１の側面に配置される基板は、５ｍｍまでの撓みがあるように反ることができ、上部プレートの第１の側面の少なくとも一部に対して基板を平坦化することによって、撓みを実質的に０ｍｍに低減することができる。
【0055】
本開示の実施形態によれば、方法２００はさらに、図８に示されるようなステップを含んでもよい。
【0056】
ステップ２４０において、フローバルブを閉じて、表面特徴と真空バッファとの間の流体連通を停止することができる。フローバルブは、アクチュエータによって閉鎖されてもよい。フローバルブは、基板が充分に平坦化された後に閉じられてもよい。例えば、０．１秒以下で基板を充分に平坦化し、その後、基板を上部プレートから取り外す前に、適切なタイミングでフローバルブを閉じてもよい。
【0057】
ステップ２５０では、基板は、上部プレートの第１の側面から除去されてもよい。基板は、上部プレートの第１の側面から手動で除去されてもよく、またはリフトピン等の好適な自動除去デバイスを使用して除去されてもよい。
【0058】
本開示は、１つ以上の特定の実施形態に関して説明されたが、本開示の他の実施形態が、本開示の範囲から逸脱することなく行われ得ることが理解されるであろう。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲及びその妥当な解釈によってのみ限定される。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【国際調査報告】